使用云模式，用戶失去對物理安全的控制。在一個公共的云中，多個用戶共享計算資源。用戶無法知道或者能夠控. . .
引言
“由于云計算是并行計算、分布式計算和網格計算的發(fā)展，同時也是虛擬化、效用計算、將基礎設施作為服務IaaS，將平臺作為服務PaaS和將軟件作為服務SaaS等概念混合演進并躍升的結果”。與傳統(tǒng)計算模式相比，它具有按需服務、價格低廉等眾多的優(yōu)勢。因此得到了眾多企業(yè)的推崇。隨著各種各樣的云計算應用不斷出現(xiàn)，一些安全問題也值得進一步討論，傳統(tǒng)的安全模式必須重新評估。“安全問題依然是其應用的最大障礙，可以說網絡的雙刃劍從來沒有像今天這樣鋒利”。
1 云計算的定義
目前，業(yè)界關于云計算的概念眾說紛“云”，可以說是仁者見仁，智者見智，關于云計算的概念，維基百科認為：“云計算是一種能夠動態(tài)伸縮的虛擬化資源，通過互聯(lián)網以服務的方式提供給用戶的計算模式，用戶不需要知道如何管理那些支持云計算的基礎設施”。
因為云計算代表著一種新的商業(yè)計算模式，其在各方面的實際應用上還有很多不確定的地方，面臨著很多的安全挑戰(zhàn)。
2 云安全面臨的挑戰(zhàn)
作為一種新的計算模式，云安全面臨的挑戰(zhàn)是復雜多樣的，其主要體現(xiàn)在以下幾方面。
2.1對云計算數(shù)據(jù)安全的擔心
（1）使用云模式，用戶失去對物理安全的控制。在一個公共的云中，多個用戶共享計算資源。用戶無法知道或者能夠控制資源運行在哪里。當另一個客戶違反了法律，可能讓政府以“合理的理由”扣押你的資產。
（2）由于目前云供應商提供的存儲服務大多不兼容。當用戶決定從一個供應商轉移到另一個供應商時，會遇到一定的困難，甚至是數(shù)據(jù)的丟失。
（3）一般而言，對靜態(tài)數(shù)據(jù)的加密是可行的。但在云計算的應用程序中對靜態(tài)數(shù)據(jù)加密，這在很多情況下是行不通的。因為基于云計算的應用程序使用的靜態(tài)數(shù)據(jù)加密后將導致無法對數(shù)據(jù)進行處理、索引和查詢，這也就意味著云計算數(shù)據(jù)生命周期的部分階段中都會處于未加密狀態(tài)，至少在數(shù)據(jù)處理階段是未加密的。而且即使要加密，誰控制加密/解密密鑰？是客戶還是云供應商？
（4）數(shù)據(jù)的保密并不意味著完整，單單使用加密技術可以保證保密性，但完整性還需要使用消息認證碼，它需要大量的加/解密鑰，而密鑰的管理是一大難題，另外，在云計算中會涉及海量的數(shù)據(jù)，用戶又如何檢查存儲數(shù)據(jù)的完整性？遷移數(shù)據(jù)進出云計算是需要支付費用的，同時也會消耗用戶自己的網絡利用率。其實用戶真正想要的是在云計算環(huán)境中直接驗證存儲數(shù)據(jù)的完整性，而不需要先下載數(shù)據(jù)然后再重新上傳數(shù)據(jù)，而這又不大現(xiàn)實。更為嚴重的是，完整性的驗證必須在無法全面了解整個數(shù)據(jù)集的情況下，在云計算中完整。用戶一般不知道他們的數(shù)據(jù)存儲在哪個物理機器上，或者哪些系統(tǒng)安放在何處。而且數(shù)據(jù)集可能是動態(tài)的頻繁變化的，這些頻繁的變化使得傳統(tǒng)保證完整性的技術無法發(fā)揮效果。
（5）在云計算中，大多的業(yè)務均采用外包的形式。而外包意味著失去對數(shù)據(jù)的根本控制，雖然從安全角度這不是個好辦法，而為了減輕企業(yè)負擔和經濟上的節(jié)省仍將繼續(xù)增加這些服務的使用。
2.2 云模式下開發(fā)應用帶來的安全挑戰(zhàn)
（1）使用云模式，意味著需要少得多的軟件開發(fā)。如果用戶計劃在云中使用內部開發(fā)的代碼，這會涉及多種代碼的組合和兼容問題，而混合技術的不成熟使用將不可避免地導致在這些應用程序中引入不為人知的安全漏洞。
（2）隨著越來越多的任務關鍵過程被遷移到云端，云計算的供應商不得不以實時的、直接的方式，為他們的管理員以及客戶提供日志。這些日志涉及很多的用戶隱私，由于提供商的日志是內部的，它不一定能被外部或由客戶或調查訪問。如何確保這些日志不被濫用、如何規(guī)范監(jiān)控云是個難題。
（3）云應用不斷地增加功能，用戶必須跟上應用的改進，以確保它們得到保護。在云中應用改變的速度會影響SDLC（安全軟件開發(fā)生命周期）和安全。例如，微軟的SDLC假定任務關鍵軟件將有3~5年的周期，在此期間它將不會發(fā)生重大變化，但云可能需要應用程序每隔幾周就發(fā)生變化。更糟的是，一個安全的SLDC將無法提供一個安全周期，跟上如此之快發(fā)生的變化。這意味著用戶必須不斷升級，因為舊版本可能無法正常運行或保護數(shù)據(jù)。
2.3 虛擬化技術對云計算的安全挑戰(zhàn)
（1）在云中虛擬化的效率要求多個組織的虛擬機共存于同一物理資源上。雖然傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的安全仍然適用于云環(huán)境，物理隔離和基于硬件的安全不能保護防止在同一服務器上虛擬機之間的攻擊。管理訪問是通過互聯(lián)網，而不是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心模式中堅持的受控制的和限制的直接或到現(xiàn)場的連接。這增加了風險和暴露，將需要對系統(tǒng)控制和訪問控制限制的變化進行嚴密監(jiān)控。
（2）虛擬機的動態(tài)和移動性將難以保持安全的一致性并確保記錄的可審計性。在物理服務器之間克隆和發(fā)布可能導致配置錯誤和其他安全漏洞傳播。證明系統(tǒng)的安全狀態(tài)并確定一個不安全的虛擬機將會是充滿挑戰(zhàn)的。不論虛擬機在虛擬環(huán)境中的位置，入侵檢測和防御系統(tǒng)都需要能夠在虛擬機水平檢測惡意活動。多臺虛擬機共存增加了虛擬機對虛擬機的危害的攻擊面和風險。
（3）本地化的虛擬機和物理服務器使用相同的操作系統(tǒng)，以及企業(yè)和云服務器環(huán)境的web應用程序，增加了攻擊者或惡意軟件利用這些系統(tǒng)和應用程序中漏洞的遠程威脅。當它們在私有云和公眾云之間移動時，虛擬機很容易受到攻擊。一個完全或部分共享的云環(huán)境可望有更大的攻擊面，因此可以認為專用的資源環(huán)境有更大的風險。
?。?FONT face="Times New Roman">4）操作系統(tǒng)和應用程序文件在一個虛擬化云環(huán)境中共享的物理基礎設施上，并要求系統(tǒng)、文件和活動監(jiān)測提供給企業(yè)客戶有信心和可審計的證據(jù)，證明他們的資源沒有被泄露或篡改。在云計算環(huán)境中，企業(yè)訂購云計算資源，打補丁的責任在用戶，而不在云計算供應商。對于補丁維護必須保持警惕是必要的。在這方面缺乏應有的努力可能使任務迅速變得不可管理或不可能完成，留給你的是“虛擬補丁”作為惟一的選擇。
2.4 法律政策和標準尚不成熟
隨著時間的推移，大多數(shù)企業(yè)的業(yè)務都必須轉移到云端，在云中會使得遵守法規(guī)和行業(yè)標準的過程更為復雜，也將更具挑戰(zhàn)性。因為它可能使客戶難以辨別其數(shù)據(jù)是在云服務供應商還是供應商合作伙伴控制的網絡上，這提出了數(shù)據(jù)隱私、隔離和安全性的各種法規(guī)遵守問題。許多法規(guī)遵循規(guī)定要求數(shù)據(jù)不能與其他數(shù)據(jù)混雜，如在共享的服務器或數(shù)據(jù)庫上。有些國家嚴格限制關于其本國公民的哪些數(shù)據(jù)可以保存多長時間，有些銀行監(jiān)管要求客戶的財務數(shù)據(jù)保留在其本國。因此，政府的政策需要改變，以響應云計算帶來的機會和威脅。這可能會集中于個人數(shù)據(jù)離岸和隱私的保護，無論數(shù)據(jù)是由第三方或轉移到海外另一個國家控制，都將有一個相應的安全性下降。同時，目前各種云標準林立，互不兼容，導致業(yè)務割裂，系統(tǒng)混亂。
2.5 云計算的穩(wěn)定性和可靠性問題
擁有適當?shù)墓收匣謴图夹g是一個常常被忽視的云安全的組成部分。如果一個非關鍵任務的應用程序下線，公司仍能夠生存，但是對于關鍵任務應用，這可能并非如此。主營業(yè)務實踐提供了競爭差異。安全需要移動到數(shù)據(jù)級，因此，企業(yè)可以確保數(shù)據(jù)在所有的地方得到保護，敏感數(shù)據(jù)是由企業(yè)而不是云計算供應商負責。
3 解決云計算安全的策略
云計算是一種公眾服務，其帶來的安全問題錯綜復雜，需要技術、標準、監(jiān)管、法律等各方面結合起來，多管齊下共同解決安全問題。
3.1 搭建可信云計算環(huán)境
可信鏈傳遞是從基礎設施可信根出發(fā)，度量基礎設施、計算平臺可信，驗證虛擬計算資源可信，支持應用服務的可信，確保計算環(huán)境可信?？尚沤尤胧球炞C用戶請求和連接的計算資源可信（如圖1）。
圖1 可信云計算環(huán)境
3.2 構筑可信云計算體系架構
云計算的安全體系結構（如圖2）總體上應該包括應用層安全、主機安全和網絡安全，但具體的劃分方式見仁見智，本文將云計算安全防御體系建設在安全管理中心支撐下的可信計算環(huán)境、可信邊界接入和可信網絡通信三重防御架構。一個完整的云計算安全模型，應該是以身份認證（身份鑒別）為基礎、以數(shù)據(jù)安全（數(shù)據(jù)加密）和授權管理（訪問控制）為核心，以監(jiān)控審計（安全審計）為輔助的安全防御體系。
圖2 可信云計算體系結構
3.3 建立云計算服務分級分類安全管理制度
作為計算機信息系統(tǒng)重要發(fā)展方向之一的云計算系統(tǒng)，按照“分區(qū)分域、縱深防御”的原則，實行信息安全等級保護，建立健全云計算安全防御體系，是從整體上、根本上解決其安全問題的有效辦法，已經成為關系到國家信息安全與信息產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略工程。
按照使用對象、使用范圍、業(yè)務模式可以將云服務業(yè)務劃分為不同的安全等級要求，如根據(jù)使用對象劃分分為面向政府、企業(yè)和普通用戶的云服務，根據(jù)使用范圍劃分為私有云、公有云、混合云等，根據(jù)業(yè)務模式劃分為提供信息、軟件和基礎設施資源的云服務，并根據(jù)每個等級的特點和需求制定安全防護標準和等級保護制度。應將各類安全防護手段落實到各個等級區(qū)域邊界中，從而保證各級安全目標的實現(xiàn)。同時，可建立誠實可信的第三方公共云服務平臺，如為中小企業(yè)提供服務的、由政府創(chuàng)辦的公共云服務平臺。
3.4 加強云計算安全技術的研發(fā)
各種信息安全技術的應用主要在技術層面上為信息安全提供具體的保障。從技術層面來說，加強云計算安全技術的研發(fā)，是解決云計算安全問題的關鍵點。因此，要針對云計算技術和業(yè)務特點建設更有針對性的技術管控手段。云計算服務進一步降低了互聯(lián)網業(yè)務的開發(fā)和應用門檻，并為信息提供了更加便捷、低廉的傳播渠道，因此需配套建設強有力的技術管控手段，如業(yè)務開發(fā)審計系統(tǒng)、違法有害信息發(fā)現(xiàn)和過濾系統(tǒng)、違法網站及應用定位及處置系統(tǒng)以及日志留存系統(tǒng)等技術手段。要加強對身份的保護、基礎設施的保護和信息數(shù)據(jù)的保護等方面相關技術的研發(fā)，從而有效促進云計算安全問題的解決。
3.5 加強云計算相關標準的研究制定
建立統(tǒng)一的信息安全標準，其目的是為信息安全產品的制造、安全的信息系統(tǒng)的構建、企業(yè)或組織安全策略的制定、安全管理體系的構建以及安全工作評估等提供統(tǒng)一的科學依據(jù)。目前，云標準尚無定論。各種業(yè)務割裂，不兼容，系統(tǒng)混亂。因此，應盡快啟動云計算的理論研究和標準研發(fā)工作，盡快規(guī)劃入云信息的分類規(guī)范，盡快建立云計算服務平臺的建設規(guī)范和對運營服務軟件的驗收規(guī)范，防止其預留后門，還應盡快建立入云企業(yè)的信息安全管理規(guī)范，以確保云計算得到健康有序的發(fā)展。特別是要改變目前標準僅圍繞特定的關鍵技術或者領域，僅有零星特定技術標準的現(xiàn)狀，加強高層次標準的研究制定，特別是安全技術標準的研究和制定，為安全解決方案提供技術基礎和規(guī)范依據(jù)。
3.6 加強信息安全相關立法的工作
從法律層面來說，要解決服務提供商的責任與義務問題，并從法律的高度規(guī)定用戶數(shù)據(jù)與隱私保護的重要性。從監(jiān)管層面來說，通過完善法律法規(guī)，進而加強政府對云計算相關業(yè)務的準入、審查和退出等管理力度，實現(xiàn)市場的規(guī)范化監(jiān)管、實現(xiàn)對國家重要信息的安全監(jiān)管。因此，我國要加強國家層面的信息安全統(tǒng)一領導和協(xié)調，加大信息安全、數(shù)據(jù)安全立法方面的工作，盡快填補目前的法律空白。
4 結束語
目前，我國正在大力推動信息化與云計算的發(fā)展，但我們對云計算安全的認識還是比較膚淺的，對云計算的安全保障還是比較滯后的，這會阻礙云計算在我國的健康發(fā)展。因此，我們要重視對云計算安全的研究，真正化解云計算應用中多變的安全威脅，充分發(fā)揮它的優(yōu)勢而規(guī)避其劣勢，從而使云成為一朵安全、健康的藍天白云。
